虚拟仪器应用-项目9

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虚拟仪器应用
项目9 智能窗帘模拟系统设计
9.1项目描述
• 9.1.2 任务要求
• 本项目的任务是模拟电动自行车的行驶原理。使 用线性霍尔模仿自行车调速转把的工作状态，使 用霍尔模块上的直流电机模拟自行车车轮转动， 使用开关型霍尔传感器测量电机转速，借此判定 当前车速是高速、中速、低速。
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项目9 智能窗帘模拟系统设计
9.1项目描述
• 9.1.3实践环境 • 软件：LabVIEW（2011以上版本）、nextpad
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9.2任务1前面板设计
•9.2.1自定义控件 •本项目可以制作两个自定义控件，一个是用来暂停 的一个是用来开始的，如图9-3所示。 •在界面设计中，可以将开始和暂停按钮并排放置， 也可以让两个控件的重合，通过设定按钮可见与否 实现按钮。按钮是否可见，使用属性节点修改控件 属性即可。
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9.3 任务2转速控制与测量
• 程序中同时有模拟信号的采集（AI）和模拟信号 的生成（AO）。
• 模拟信号发生（AO）：设定AO物理通道、设定输 出值的最大最小范围，在while循环中，根据线性 霍尔所采集的电压值，更新AO输出电压以控制电 机转速。电机转速通过AI采集相应的脉冲信号并 换算出电机转速。AO在结束任务时，需要将端口 刷为0V，否则模拟输出通道会保持结束while循环 的电压值不变，直至设备关闭。
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9.3 任务2转速控制与测量
• 程序中同时有模拟信号的采集（AI）和模拟信号 的生成（AO）。
• 模拟信号采集（AI）：设定物理通道、设定差分 采集模式、设定采集电压的最大值和最小值、设 定采样率大小。在while循环中，连续采样，一路 读取线性霍尔传感器由于磁铁位置不同而得到的 不同电压值。一路读取开关型霍尔的脉冲信号， 计算当前的电机转速。采集任务结束，请关闭相 关模拟通道，释放资源。（养成良好的编程习惯 ）
事件结构有一个特别的帧：超时帧，事件结构左 上角的超时输入端口的默认值为-1，含义为永不 进入超时帧； • 若将输入值设定为其他常量，如100，表示100ms 内无任何事件发生，则程序进入超时帧，执行其 中功能代码，完成后，结束本次循环进入下一次 等待状态，若接下来的100ms依旧无其他事件发生 ，则程序进入超时帧执行功能代码。 • 直到点击停止按钮，程序结束。
9.1项目描述
• 9.1.3实践环境
• 2.电机控制电路
• 由于霍尔传感器实验模块上使用的电机功率相对较大，无 法直接使用数据采集卡的AO通道驱动，故需要在面包板 上搭建外接放大电路来完成电机的驱动控制，放大电路如 图所示。
•电机驱动电路 示意图
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• 本项目的目的是使用现有的实验设备，模拟电动自行车的 行驶原理。
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• 9.1.1 项目目标 • 1. 了解线性霍尔元件和开关型霍尔元件 • 2. 了解电动自行车工作原理 • 3. 进一步学习模拟信号采集系统
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• 9.1.3实践环境
• 为了测试电机驱动控制原理，可以在MAX中，打开数据采集卡的测试 面板，切换至模拟输出，手动调节AO输出值（控制在9-10V之间）， 查看电机转速变化。AO输出电压高于5V后，电机方可转动，若没有 转动，用手轻推一下小电机的转轮片。
• 实验硬件模块的开关型霍尔输出端口是直接路由至数据采集板卡的计 数器counter的，故若要使用AI采集当前转速的信号，需要将开关型霍 尔的输出端口和AI端口相连接。其他部分按照电路原理图搭建。
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9.3 任务2转速控制与测量
•模拟信号 的连续采 集（AI） 和生成（
AO）
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9.4 任务3利用事件结构设计程序
• 事件结构： • 通常使用事件结构，会将其放置于while循环内，
• 1. 霍尔传感器
• 霍尔传感器是基于霍尔效应，用于各种与磁场有关的场合的一种磁场 传感器。霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种， 线性型霍尔传感器输出是模拟量，输出电压与外加磁场强度呈线性关
•
系
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•两种霍尔元件 工作原理图
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• 电动自行车以蓄电池作为辅助能源，在普通自行车的基础 上安装了电机、控制器、蓄电池、调速转把等操纵部件和 显示仪表系统。使用者可以使用脚踏板，也可以使用调速 转把手动调节角度来实现自行车的调速。
• 电动自行车的调速转把主要是选用线性霍尔元件，若电源 供电为5V，霍尔元件敏感面磁场强弱变化时，其输出为 1.0V～4.2V连续线性变化。
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9.2任务1前面板设计
• 系统中，将通道设置安排在一个页面中，两种霍 尔元件的输出波形放置在一个页面中，仿真界面放 置在一个页面中，如图所示。
• 程序前面板设计：可以看到界面中使用示波器控 件，自定义控件，LabVIEW官网提供的系统控件。
项目9 电动自行车模 拟系统
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目录
9.1项目描述
9.2任务1前面板设计
9.3 任务2转速控制与测量
9.4 任务3利用事件结构设计程序
9.5任务4运行调试、测试
思考题9Leabharlann Baidu
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9.1项目描述
• 9.1.3实践环境
• 硬件设备：计算机、NI PCI-6221数据采集卡、 nextboard实验平台、nextsense_05（霍尔传感器 模块）
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9.1项目描述
• 9.1.3实践环境